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Système: Relation Force-Vitesse

10 cards

Définit le vecteur variation de vitesse, explique le lien avec la résultante des forces et la deuxième loi de Newton.

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Question
Comment est défini le vecteur variation de vitesse Δv ?
Answer
C'est la différence entre deux vecteurs vitesse à des instants voisins : Δv = vi+1 - vi.
Question
Que vaut Δv pour un mouvement rectiligne uniforme ?
Answer
Le vecteur vitesse est constant, donc le vecteur variation de vitesse Δv est égal au vecteur nul.
Question
Quelle est l'orientation de Δv dans un mouvement rectiligne accéléré ?
Answer
Le vecteur variation de vitesse Δv a le même sens que le vecteur vitesse et le mouvement.
Question
Pourquoi Δv est-il non nul pour un mouvement circulaire uniforme ?
Answer
Car la direction du vecteur vitesse change constamment, même si sa valeur (norme) reste la même.
Question
Qu'est-ce que la résultante des forces ?
Answer
C'est la somme vectorielle de toutes les forces extérieures qui s'appliquent sur un système.
Question
Quelle est la relation approchée de la 2nde loi de Newton ?
Answer
ΣF ≈ m * (Δv / Δt). La résultante des forces est proportionnelle à la variation du vecteur vitesse.
Question
Quelle est la relation entre ΣF et Δv ?
Answer
Ces deux vecteurs sont colinéaires (même direction) et de même sens.
Question
Comment la masse influe-t-elle sur la variation de vitesse ?
Answer
Pour une même force, la variation de vitesse est inversement proportionnelle à la masse. Une masse plus grande implique une plus petite variation.
Question
Dans un mouvement ralenti, quel est le sens de Δv ?
Answer
Le vecteur variation de vitesse Δv est de sens opposé au mouvement.
Question
En quelle unité s'exprime un Newton (N) dans le système international ?
Answer
Un Newton (N) correspond à des kg·m·s⁻².

Mouvement d'un Système et la Deuxième Loi de Newton (Approximation)

Cette capsule explore le lien entre la résultante des forces et le vecteur variation de vitesse d'un système en mouvement.

Vecteur Variation de Vitesse ()

  • Définition: Différence entre le vecteur vitesse au point () et au point ().

  • Calculée entre deux instants voisins.

  • Formule:

Cas de Mouvements et

Type de Mouvement

Caractéristiques de

Commentaire

Rectiligne Uniforme

  • Direction constante

  • Sens constant

  • Valeur constante

  • est constant

(vecteur nul)

Le vecteur vitesse ne varie pas. Rectiligne Accéléré

  • Direction constante

  • Sens constant

  • Valeur augmente

  • n'est pas constant

Dans le sens du mouvement. Rectiligne Décéléré (Ralenti)

  • Direction constante

  • Sens constant

  • Valeur diminue

  • n'est pas constant

Opposé au sens du mouvement. Circulaire Uniforme

  • Direction change continuellement

  • Valeur constante

  • n'est pas constant (car la direction change)

Même si la valeur de la vitesse est constante, le vecteur ne l'est pas.

ATTENTION:

  • Vecteur n'est pas Valeur.

  • Une valeur constante de vitesse n'implique pas un vecteur vitesse constant si la direction change.

Force Résultante ()

  • Définition: La somme vectorielle de toutes les forces appliquées au système.

  • Notation: ou .

  • Exemple: Pour un pendule, (Tension + Poids).

  • Construction graphique: Porter les vecteurs forces bout à bout pour obtenir le vecteur résultant.

Lien entre Force et Variation de Vitesse

Le lien existe entre la force et la variation de la vitesse, pas la vitesse elle-même.

Deuxième Loi de Newton (Version Approchée - 1ère Spé)

  • Contexte: Dans un référentiel Galiléen.

  • Relation: La somme des forces appliquées à un système de masse est liée au vecteur variation de vitesse () du système par la formule approchée:

  • Unités:

    • : Newtons (N)

    • : kilogrammes (kg)

    • : mètres par seconde (m/s)

    • : secondes (s)

  • Homogénéité: 1 Newton = .

Conséquences de la Relation Approchée

  1. Colinéarité et Sens: Le vecteur variation de vitesse () et le vecteur force résultante () sont colinéaires et de même sens.

  2. Prédiction bidirectionnelle:

    • Si on connaît le mouvement Informations sur .

    • Si on connaît Informations sur le mouvement.

  3. Influence de la Masse: Pour une même force appliquée, la variation de vitesse est inversement proportionnelle à la masse.

    • Plus la masse est petite, plus est grande.

    • Exemple: Plus facile de bouger un caddie léger qu'un lourd.

À Retenir (Cheatsheet)

  • Construire à partir d'une chronophotographie (pratique).

  • Utiliser la relation pour:

    • Estimer si

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